谷物聯合收割機清選技術與適應性分析

吳萍

摘 要：谷物聯合收割機是水稻、小麥等糧食作物的重要收獲機械，在現階段農業生產中應用十分廣泛。通過對現階段谷物聯合收割機應用特點與重要結構和功能的研究，分析了清選裝置主要原理與技術優化的方向，并總結了影響清選裝置適應性能的關鍵因素，希望能以此提高清選裝置的工作能力。

關鍵詞：谷物聯合收割機;清選技術;適應性

中圖分類號：S225??????? 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.09.015

0 引言

隨著我國農業機械化技術快速發展，農業機械在農業生產的各個方面發揮了巨大的作用，不僅提高了農業的生產效率，而且增加了農民收入，有效改善了農民的生活質量。谷物聯合收割機在我國使用和推廣已有20多年，其機械的成熟度已經很高，尤其是近幾年大量的先進技術應用到谷物聯合收割機的設計和產品功能之中，使谷物收割機的工作能力和作業品質進一步提高，但總體來看我國自主生產的谷物聯合收割機仍然存在中小機型偏多，先進技術應用不足的問題，需要繼續加強相關研究與產品開發，進而保證農業生產對高效率收獲的迫切需求。

1 谷物聯合收割機應用特點

1.1 應用情況

按照谷物聯合收割機作業形式的不同，可將現階段我國使用的收割機分為牽引式、背負式和自走式三種，牽引式和背負式收割機是傳統的機械形式，主要優點是能與拖拉機進行配套，購機成本低，但也存在結構簡單、技術落后、效率低等缺點。自走式收割機不需要與拖拉機進行配套，其結構更為合理，生產效率更高，逐漸成為現階段的主要機型。

1.2 重要結構與功能

谷物聯合收割機的主要功能部件包括割臺、輸送裝置、脫粒裝置、清選裝置。割臺位于整機的最前方，包括了撥禾輪、割刀、傳動結構等。割臺的主要作用是將農作物割斷并喂入到收割機中，撥禾輪主要用來將農作物有序的送至割刀，再通過割刀的往復運動將秸稈割斷;割斷后的秸稈進入輸送裝置，通過螺旋推運器將割下來的作物推送至輸送槽入口，再利用輸送槽中的播齒將谷物送入脫粒裝置中;脫粒裝置主要包括軸流滾筒、柵格凹版、頂蓋等部件，能夠實現對進入谷物的脫粒、籽粒分離、莖稈拋送任務。脫粒過程依靠滾筒與凹板之間的間隙完成，在脫粒過程中，谷物的籽粒以及振動過程產生的碎屑等雜物一同在柵格凹版的空隙掉落，秸稈主體則由滾筒的另一側排出。經脫粒后的谷物籽粒和雜質一同進入清選裝置，清選裝置的主要功能是去除糧食中的雜質，確保糧食質量。清選性能是衡量整機作業性能的重要指標，下面就谷物聯合收割機清選裝置的技術特點與研究方向進行論述。

2 清選結構及技術優化

要想實現谷物聯合收割機工作能力的提升，優化清選裝置的性能是未來研究工作的重要方面，清選質量的主要評價指標包括含雜率和損失率兩大部分，就目前而言，谷物收獲后的含雜率不應高于2%，糧食損失率中小麥不應高于1.2%，水稻不應高于3%。但就目前的谷物收獲情況來看，含雜率和損失率普遍存在偏高問題，這需要在清選裝置的技術上進一步加強研究。

2.1 清選裝置主要原理

目前，我國農業生產中應用的谷物聯合收割機清選裝置多采用風篩式清選技術，其主要結構包括振動篩與風機兩部分，當風機處于工作狀態，葉輪轉動會將空氣從進風口吸入，并被葉輪加速后由出風口排出，由于葉輪與外殼的配合作用，分級內部會形成連續的真空度，以便于將空氣不斷吸入并為系統提供穩定的流動氣流。振動篩多選用曲柄連桿機構形式的往復式振動形式，通過帶傳動帶動曲柄運動，推動篩面在擺臂的作用下形成連續的振動。

當風機吹出的風到達振動篩時，加強了谷物籽粒與秸稈碎屑及雜物的分離度，加之脫粒后的谷物在篩面上受到振動作用，籽粒會通過篩面上的小孔落下，谷物中的雜物則會被推動至振動篩尾部而掉落。

2.2 清選技術的優化方向

（1）提高谷物在振動篩上分布的均勻性。谷物的分布均勻度主要受到谷物進入振動篩前抖動板均布能力的影響，因此，應著重研究抖動板的抖動形式對物料分布均勻性的影響，只有解決了谷物分布不均勻的問題，才能顯著提高清選質量。

（2）提高送風的均勻性。現階段清選裝置使用的風機結構多為單一風機工作形式，這就存在著振動篩不同位置受到的風力不一致的問題。因此，可考慮選用多風機布置的結構（如圖2所示），以提高送風的均勻性，給振動篩的抖動板、篩片前中后部提供充足的氣流，保證足夠氣流用于雜質分離。

（3）利用傳感器技術改善清選工作性能。通過應用多種傳感器技術感知谷物的顆粒大小、含水率等參數，并通過檢測損失率和清選后含雜率，實時調節篩片開度、振動頻率、風機轉速等工作狀態，及時優化工作方案，保證實現良好的清選效果，并降低糧食損失率。

（4）加強清選裝置的適應能力。現階段，很多谷物聯合收割機的清選裝置都存在適應性不良的缺點，例如對于含水率較高的谷物及秸稈碎屑的混雜物料，存在不易分離，與篩面粘連等問題，這需要加強對復雜物料的適應能力，并提供更多的清選作業方案，以提高清選裝置的適應能力。

3 清選裝置的適應性影響因素

3.1 自身結構功能的影響

現階段使用的谷物聯合收割機由于機械結構布置限制，導致存在脫粒機械結構所占尺寸過大，限制了清選機構的尺寸進一步擴展。由于振動篩的尺寸受到限制，在物理學上來說就難以進一步提高清選能力，加之水稻、小麥等農作物的品種多樣，會導致作物產量、籽粒大小等存在較大差異，清選結構的機械可變性有限，不利于提高適應能力。

3.2 谷物品種產生的影響

不同地區的農業生產，谷物品種存在較大差異，尤其是南北方的地域性差異，導致清選的環境條件差異很大。如我國北方地區，小麥種植以春小麥為主，相對而言春小麥的清選更難，其中含雜率高，不易分離。南方地區的冬小麥更易于清選，若只采用相同的工作模式，則會造成北方冬小麥清選含雜率過高或南方冬小麥清選糧食損失大的問題。

3.3 谷物含水率產生的影響

谷物的含水率對清選工作質量影響很大，通常情況下，谷物收獲應在含水率12%～20%時進行，但對于實際的農業生產，很多情況下為爭搶農時，常常存在收獲期含水率過高的問題，這導致清選過程無法實現最初的設計效果，易產生篩網堵塞、糧食運動緩慢等問題，影響實際的清選質量。

3.4 谷物喂入量對清選的影響

谷物喂入量對清選工作影響很大，實際情況下谷物的喂入量受到多種因素的影響，例如作業速度、種植密度、谷物產量等，可能導致很多地區存在谷物喂入量超過實際設計上限，在很大程度上影響風機的氣流通過性和振動篩的工作能力，導致含雜率過高等問題。

4 結語

谷物聯合收割機是現代化農業生產中必不可少的農機裝備，其清選裝置的技術性能直接影響到農作物的收獲品質和農民的經濟收益。因此積極推廣高效先進的機型十分必要，且應當重視谷物聯合收割機機械技術的提升，從而進一步保證收割品質，減少糧食損失。谷物聯合收割機的使用者也應當重視機具的合理使用，保證在合理的含水率、喂入量、氣候條件下進行作業，以達到最佳的收獲質量。

參考文獻：

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